大佬帶你看微流控芯片結(jié)構(gòu)!微流控芯片發(fā)展趨勢解讀!
一直以來,芯片都是大家的關(guān)注焦點之一。因此針對大家的興趣點所在,小編將為大家?guī)砦⒘骺匦酒南嚓P(guān)介紹,詳細內(nèi)容請看下文。
一、微流控芯片結(jié)構(gòu)
微流控芯片技術(shù)將生物、化學、醫(yī)學分析過程中的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一個微米級芯片上,自動完成整個分析過程。由于其在生物學、化學、醫(yī)學等領(lǐng)域的巨大潛力,已發(fā)展成為一個交叉生物學、化學、醫(yī)學、流體、電子、材料、機械等學科的新研究領(lǐng)域。
微流控芯片的主體結(jié)構(gòu)由上下兩層基板組成,包括微通道、微結(jié)構(gòu)、樣品入口、檢測窗等結(jié)構(gòu)單元。外圍設(shè)備由蠕動泵、微量注射泵、溫控系統(tǒng)、紫外、熒光、電化學、色譜等檢測元件組成。附著在微流控芯片結(jié)構(gòu)上的電氣設(shè)備是微流控芯片研究的重要組成部分。主要功能包括驅(qū)動和控制微流體的流動、溫度調(diào)節(jié)、圖像采集和分析、自動化控制。
微流控芯片利用類半導體微機電加工技術(shù)在芯片上構(gòu)建微流控系統(tǒng),將實驗和分析過程轉(zhuǎn)移到由相互連通的通路和液相室組成的芯片結(jié)構(gòu)上。加載生物樣品和反應液后,利用微機械泵、電液泵和電滲流方式驅(qū)動芯片中的緩沖液流動,形成微流路對樣品進行一個或多個連續(xù)反應芯片。激光誘導熒光、電化學、化學等多種檢測系統(tǒng),以及與質(zhì)譜等分析方法相結(jié)合的多種檢測方法,已應用于微流控芯片中,對樣品進行快速、準確、高通量的分析。
微流控芯片最大的特點是可以在一個芯片上形成一個多功能的集成系統(tǒng)和大量的復合系統(tǒng)。微反應器是芯片上實驗室生化反應常用的結(jié)構(gòu),如毛細管電泳、聚合酶鏈反應、酶反應和DNA雜交反應的微反應器。其中,電壓驅(qū)動毛細管電泳相對容易在微流控芯片上實現(xiàn),因此成為其中發(fā)展最快的技術(shù)。它是在芯片上蝕刻毛細管通道,樣品液在電滲流的作用下在通道內(nèi)移動,完成對樣品的檢測和分析。如果在芯片上構(gòu)建毛細管陣列,則可以在幾分鐘內(nèi)完成數(shù)百個樣本進行并行分析。
二、微流控芯片發(fā)展趨勢
通過上面的介紹,想必大家對微流控芯片結(jié)構(gòu)已經(jīng)具備了初步的認識。接下來,我們再來看看微流控芯片的發(fā)展趨勢。
今天阻礙微流控技術(shù)發(fā)展的瓶頸仍然是早期制約其發(fā)展的制造工藝和應用問題。 芯片與任何遠程事物的交互都存在一定的問題,更不用說將全功能的樣本預處理、檢測和微流控技術(shù)集成在同一個矩陣中。 由于微流體技術(shù)的微小通道和所需的組件,設(shè)計中遇到的噴射問題比大規(guī)模液相色譜更困難。小編認為,微流控芯片發(fā)展趨勢包括如下幾點:
1、基于液滴微流控的超高通量篩選技術(shù)將在推動新藥研發(fā)、生物工程酶的改進、結(jié)構(gòu)生物學研究等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用;
2、微流控芯片將成為單細胞分析的核心工具,推動單細胞基因組學、蛋白質(zhì)組學和代謝組學的發(fā)展,從單細胞水平揭示新的分子機制、信號轉(zhuǎn)導和代謝途徑;
3、是基于數(shù)字PCR芯片和循環(huán)腫瘤細胞CTC捕獲芯片為代表的新型“液體活檢”診斷工具,有可能突破目前癌癥早期診斷和術(shù)后療效評價的技術(shù)瓶頸,成為新的癌癥診斷標準;
4、器官芯片和人體芯片技術(shù)的不斷發(fā)展,可以在芯片上構(gòu)建用于藥物研究的仿生人體,從而顯著降低目前新藥研究的成本和開發(fā)周期;
微流控芯片將在實時檢測中發(fā)揮越來越重要的作用,在傳染病檢測、環(huán)境監(jiān)測、食品安全檢測、農(nóng)藥殘留檢測、家用醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域具有廣闊的市場前景。
最后,小編誠心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀,對小編來說都是莫大的鼓勵和鼓舞。最后的最后,祝大家有個精彩的一天。